Сверхскоростной синтез керамики

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) и Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали технологические приемы сверхскоростного синтеза высокоэнтропийной керамики с применением пучка быстрых электронов. Специалистам удалось получить материал на основе оксидной керамики с уникальными прочностными и теплозащитными свойствами. Области применения такой керамики разнообразны –  от электроники и ядерной физики до катализа и биомедицины. Данная работа нацелена на производство термобарьерных покрытий для конструкционных элементов газотурбинных двигателей самолетов. Синтез керамики проводился на УНУ Стенд ЭЛВ-6 – промышленном ускорителе электронов ИЯФ СО РАН, который позволяет изготавливать материал с нужными характеристиками за несколько секунд. Результаты опубликованы в журнале Ceramics International. Работы ведутся при поддержке гранта РНФ.

Синтез и спекание высокоэнтропийной керамики – активно развивающееся направление в керамическом материаловедении. Особенность таких материалов в том, что они представляют собой так называемый твердый раствор не менее пяти неорганических соединений. Синтез пяти исходных компонентов позволяет создавать единое химическое соединение, которому свойственна высокая энтропия, вызванная неупорядоченным расположение элементов в кристаллической решетке материала. Высокое значение этой термодинамической характеристики делает материал более стабильным и устойчивым к внешним воздействиям.

«Конструирование новых видов керамики с высокой энтропией позволяет получать материалы с недостижимыми ранее свойствами, – прокомментировал ведущий научный сотрудник ТПУ доктор технических наук Сергей Гынгазов. – Сверхвысокая прочность, высокая теплостойкость, низкая теплопроводность, колоссальная диэлектрическая проницаемость, суперионная проводимость, сильный анизотропный коэффициент теплового расширения, сильное поглощение электромагнитных волн и т. д. Эти свойства определяют широту и перспективы использования высокоэнтропийной керамики. То есть такие материалы востребованы во всех областях промышленности, инженерии, материаловедения».

Схема и фото элементов устройства для переработки порошка с мощным пучком быстрых электронов 1 – промышленный ускоритель ЭЛВ-6; 2 – ус Подобная керамика создается при помощи технологий синтеза, но все известные на данный момент его способы занимают много времени. Например, процесс твердофазного синтеза высокоэнтропийной керамики может составлять десятки часов и включать в себя множество дополнительных энергоемких стадий.

«В этой связи вопросы разработки эффективных малоэнергоемких технологий получения высокоэнтропийной керамики являются актуальной задачей современного материаловедения, и в России этому направлению уделяется большое внимание, – добавил Сергей Гынгазов. – ТПУ и ИЯФ выполняют совместную работу по реализации нестандартного подхода к синтезу подобной керамики – методами нагрева быстрыми электронами на воздухе на промышленном ускорителе. Если все известные в мировой литературе методы получения высокоэнтропийной керамики характеризуются сложностью, длительностью и высокой энергоемкостью буквально всех технологических циклов, то ускоритель электронов ИЯФ СО РАН дает возможность процесс синтеза проводить за несколько секунд. Учитывая высокий КПД ускорителя (около 80%), можно говорить о сокращении на несколько порядков времени и энергетических затрат на операцию синтеза высокоэнтропийной керамики».

На данном этапе специалистам удалось синтезировать образцы керамики с уникальными прочностными и теплозащитными свойствами. На синтез ушло от 1 до 10 секунд.

«УНУ Стенд ЭЛВ-6, на котором мы отрабатывали технологию синтеза, это уникальная установка, единственная в мире, где мощный непрерывный электронный пучок выпускается в атмосферу, – пояснил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Михаил Голковский. – Характеристики пучка – его диаметр на материале (1 см), облучаемая площадь варьируется за счет сканирования пучка по поверхности материала, плотность мощности в пучке (до 80 кВт на кв см) – позволяют нам синтезировать материал за 1 секунду. То есть из порошка, который представляет собой смесь разных составов, мы очень быстро и без лишних технологических этапов за секунды получаем монолитный материал, состоящий из единого химического соединения. Управляют установкой и совершенствуют ее инженер-исследователь ИЯФ СО РАН Иван Чакин и научный сотрудник ИЯФ СО РАН Евгений Домаров».

На данном этапе отработаны технологические режимы синтеза и определена их взаимосвязь с техническими характеристиками получаемой методом электронно-лучевой обработки высокоэнтропийной керамики.

«Мы создали научные основы сверхскоростного синтеза оксидной высокоэнтропийной керамики, предназначенной для нанесения термобарьерных покрытий на конструкционные элементы, например, лопатки газотурбинных авиационных двигателей, – добавил Сергей Гынгазов. – Впервые не более чем за десять секунд были синтезированы образцы высокоэнтропийной керамики, содержащие редкоземельные оксиды. Именно они обуславливают приобретение покрытиями на ее основе уникальных прочностных и теплозащитных свойств. Электронно-лучевая технология синтеза, которую удалось реализовать на ЭЛВ-6, может быть положена в основу технологии получения сверхсложных керамических материалов. Дальше мы будем совершенствовать ее, а также планируем разработать электронно-лучевую технологию сверхскоростного синтеза, пожалуй, самой популярной в мировой науке высокоэнтропийной керамики со структурой перовскита. Эти материалы имеют огромные перспективы применения в промышленности для изготовления устройств преобразования солнечной энергии в электрическую».

Работы проводятся в рамках проекта РНФ «Высокоэнтропийные керамики, синтезированные методом нагрева быстрыми электронами на воздухе: механизм синтеза, микроструктура, свойства» № 23-79-00014.

Пресс-служба Института ядерной физики

Комиссары не сдаются

В то время как новая администрация США демонстративно отвернулась от целей Парижского соглашения по климату, руководство ЕС еще раз подтвердило свою преданность «зеленому курсу». Как мы уже успели убедиться, европейские чиновники видят свою миссию в построении на Земле «зеленого коммунизма», дав образец для подражания всем остальным народам. В своем стремлении реализовать указанный идеал они демонстрируют рвение, с которым когда-то в нашей стране красные комиссары осуществляли коммунистическую утопию. И какие бы объективные трудности ни возникали на этом пути, европейский комиссар не теряет веры в свой идеал – в противном случае теряется смысл в существовании самой такой структуры, как руководство Евросоюза.

Именно этим объясняется непоколебимое упорство европейских руководителей в осуществлении климатической политики даже после того, как ее практические результаты всё сильнее и сильнее расходятся как с экономической целесообразностью, так и со здравым смыслом. Нет, мы не говорим об отсутствии гибкости, об абсолютном нежелании считаться с объективными обстоятельствами. Как раз реальное положение дел вынуждает руководство ЕС пересматривать утвержденные графики и принимать какие-то экстренные меры вопреки идеологическим постулатам. Однако это не становится причиной пересмотра самой идеологии и отказа от провозглашаемых целей. Как бы ни складывались дела, переоценки идеалов не происходит. Вера в миссию сохраняется, а значит, сохраняются провозглашенные цели.

Красноречивой иллюстрацией к сказанному является недавно опубликованный Доклад об энергетических субсидиях в ЕС, подготовленный Европейской комиссией по итогам 2024 года. Данный документ примечателен во многих отношениях. Первое, на что хочется сразу обратить внимание: Россия в этом тексте не фигурирует в роли виновницы недавнего энергетического кризиса. Формулировки здесь смягчены и приведены в согласие с реальностью. Энергетический кризис, отмечается в докладе, начался в 2021 году (что совершенно верно). Российская «агрессия» против Украины его всего лишь «усугубила», но не она стала его причиной. Как это происходило, авторы доклада не уточняют. Точно так же они обходят стороной и санкционную политику Запада в отношении нашей страны, не говоря ни слова о взрыве морских газопроводов, о переориентации закупок СПГ и т.д. Повлияло ли всё это в совокупности на «усугубление» энергетического кризиса в Европе, совершенно не ясно. Внимание на этом не концентрируется.

Исходя из контекста, руководству ЕС пришлось принимать экстренные меры по субсидированию энергетического сектора как раз из-за непредвиденного «усугубления» кризисной ситуации. То есть Россия так или иначе несет вину за временное отступление от достижения климатических целей, хотя и не она породила этот кризис (и на том спасибо). Далее авторы доклада представили весьма любопытные цифры, отражающие особенности энергетической политики ЕС.

Так, до 2021 года энергетические субсидии были стабильными, отмечается в докладе. Но с 2022 года они РЕЗКО ВЫРОСЛИ. В 2021 году объем энергетических субсидий в ЕС составлял 213 млрд евро. В 2022 году он подскочил до 397 млрд евро. В 2023 году (когда кризис пошел на спад) он снизился на 10% и составил 354 млрд евро.

Основным бенефициарами этих антикризисных мер стали обычные потребители в лице домохозяйств, на долю которых пришлось 121 млрд евро за период 2012 – 2023 годов. Следом за ними шли транспортные и промышленные компании. Фактически, таким путем руководств ЕС пыталось смягчить для людей и бизнеса последствия взрывного роста цен на энергоносители и электроэнергию. Чтобы оценить всю картину целиком, стоило бы напомнить, что параллельно те же руководители, реализуя свои геополитические пристрастия, целенаправленно снижали поставки энергоносителей из нашей страны и увеличивали поставки более дорогого СПГ из США. В интерпретации европейских аналитиков это как раз и называется: «Россия усугубила энергетический кризис своим вторжением на Украину».

В этой связи совсем не удивительно, что наибольшая часть субсидий пришлась на использование ископаемого топлива. Если в 2021 году они составляли всего 60 млрд евро, то в 2022 году выросли до 136 млрд евро (то есть более чем в два раза!). В 2023 году они немного сократились – до 111 млрд евро. По сути, европейцы оплачивали свои амбиции на внешнеполитической арене, демонстрируя всему миру нежелание потреблять «кровавый» российский газ (к чему некоторые западные публицисты призывали еще до СВО, объявляя покупку российского газа не иначе как «путинским налогом» - Putin tax).

Понятно, что графики по реализации климатических целей несколько сдвинулись из-за указанного форс-мажорного обстоятельства (таковым, по крайней мере, его читают в руководстве ЕС). Самое обидное для апологетов «зеленого курса» заключается в том, что по мере роста субсидий на ископаемое топливо СОКРАЩАЛИСЬ субсидии на возобновляемые источники энергии. В 2021 году они составляли 83 млрд евро, в 2022 они снизились до 68 млрд евро, а в 2023 году составили 61 млрд евро.

Здесь необходимо выделить один принципиально важный момент. Дело в том, что аналитики не особо драматизируют возникшую ситуацию, указывая на то, что снижение субсидий на ВИЭ компенсировалось повышением конкурентоспособности «зеленой» энергетики. Произошло это, фиксируют авторы доклада, благодаря одному простому обстоятельству – скачку цен на энергоносители и росту оптовых цен на электроэнергию! То есть тем самым недвусмысленно заявляется, что «зеленая» энергетика способна успешно конкурировать с ископаемым топливом только в случае взрывного роста цен на энергоресурсы. Иначе говоря – в условиях того, что здесь называют «энергетическим кризисом».

Показательно, что авторы доклада называют субсидии в ископаемое топливо «экологически вредными» субсидиями и высказывают надежду на то, что со временем от такой практики необходимо будет отказаться (поскольку это прямо противоречит заявленным климатическим целям). Правда, они вынуждены не без сожаления констатировать тот факт, что «экологически вредные» субсидии сохранятся как минимум до 2030 года, а некоторые страны, возможно, продолжат и дальше отклоняться от «генеральной линии». В настоящее время исключением является только Дания. Остальные страны ЕС продолжают в той или иной мере оказывать поддержку ископаемому топливу. Однако, категорично заявляют авторы доклада, с этой практикой надлежит решительно покончить, поскольку преодоление зависимости от ископаемого топлива является краеугольным камнем европейской энергетической политики. И с этого пути они сворачивать-де не намерены.

Здесь необходимо специально прокомментировать столь выдающуюся несгибаемость европейского руководства в вопросах энергетического перехода. На первый взгляд, основным побудительным мотивом для руководителей ЕС является борьба с изменением климата. Однако скорее всего мы имеем дело лишь с пафосной декларацией, когда речь заходит о климатических целях. Как мы можем судить на основании некоторых исторических данных, в европейских странах весьма силен страх перед перспективой утраты традиционных энергоресурсов, что чисто психологически стимулирует навязчивые поиски различных альтернативных источников энергии. Это касается не только стран ЕС, но также и Великобритания. Собственно, оттуда, из Великобритании, всё и пошло – еще с конца позапрошлого века (о чем мы упоминали в других публикациях). Так, в 1870-е англичане сильно переживали по поводу грядущего истощения запасов угля. И как раз в это время взор некоторых английских ученых обратился на возобновляемые источники энергии. Как мы уже писали, в конце XIX века уже были проведены успешные эксперименты с ветряной генерацией. И эти примеры, похоже, начали активно масштабироваться ближе к нашим дням, что идеологически оправдывается сейчас идеей борьбы с глобальным потеплением.

На самом деле, еще раз отметим, Европа навязчиво стремится к энергетической автономии, не располагая при этом обильными запасами ископаемого топлива. Нам, россиянам, привыкшим к неисчерпаемым природным кладовым, трудно ощутить такой настрой ума. Но он, подчеркиваем, сложился в Европе исторически и имеет глубокие корни. Это то, что отсутствует в нашей, российской ментальности. То же самое можно сказать и об американцах. Не удивительно, что новый американский президент с легкостью отбросил климатическую тему и сосредоточился на ископаемом топливе (полагая, что в США они также безграничны). Пока трудно сказать, хватит ли европейцам здравого смысла, чтобы избавиться от навязчивых переживаний. Однако этот момент всё же стоит учитывать нашим политикам, выстраивая партнерские отношения с европейцами.

Константин Шабанов

«Болеть надо на позитиве»

 На научно-популярном марафоне «Неделя Дарвина» с докладом «Эволюция набора респираторных инфекций» выступил доктор биологических наук, профессор, академик РАН, заведующий лабораторией бионанотехнологии, микробиологии и вирусологии Факультета естественных наук НГУ Сергей Нетесов.

Эволюция вируса

В России каждый год врачами регистрируется от 28 до 33 миллионов случаев острых респираторных инфекций, но это — данные официальной статистики. Принимая пациента, врач заполняет статистический листок, который поступает для обработки в органы здравоохранения, где собираются статистические данные. Однако далеко не все приходят на прием к терапевту, особенно если болезнь протекает в легкой форме, предпочитая переносить ее «на ногах» или пользоваться домашними средствами для борьбы с инфекцией. Такие больные в эту статистику не попадают. Поэтому специалисты предполагают, что фактическое количество заболевших превышает официальные данные по крайней мере вдвое.

Причинами острых респираторных инфекций (ОРИ) бывают вирусы, бактерии, микобактерии и микоплазмы. Кроме того, наверняка еще не все возбудители ОРИ человека открыты.

Ранее врачами официально диагностировались ОРВИ без указания возбудителя и специфически — вирусы гриппа, да и то диагноз ставил врач, руководствуясь только симптомами, которые наблюдались у больного, а существовавшие до 2000-х годов методы лабораторной диагностики были длительны, неточны и малочувствительны. Более-менее надежные тест-системы для диагностики вирусов гриппа на основе метода полимеразной цепной реакции ПЦР появились только в конце 90-х годов, а для диагностики других возбудителей — только в последние 5-10 лет. Данные исследования причин ОРВИ на примере одного из графств штата Мичиган (США), опубликованные в 2002 году, удивили эпидемиологов: грипп оказался не на лидирующих позициях — его доля составила всего 9%, тогда как обычных коронавирусов — 14%, риновируса — 34%. На неизвестные тогда инфекции пришлось 23%. Позже были выявлены метапневмовирусы, и их доля в структуре возбудителей составила около 10% в категории, которая была ранее обозначена как «неизвестные инфекции». Обычные коронавирусы, как правило, в последние 20-30 лет «обгоняли» грипп по доле зараженных, но серьезной опасности в виде смертельных исходов не представляли — до тех пор, пока не появился SARS-CoV-2, который унес миллионы жизней по всему миру. На начальном этапе пандемии он представлял очень серьезную опасность со смертностью до 6%, но со временем ввиду эволюции в намного менее патогенные варианты он практически сравнялся по смертности с обычным гриппом — 0,1 — 0,2%.

— Высокая смертность от новой коронавирусной инфекции была обусловлена тромбозом сосудов, который на начальных этапах пандемии относили к болезням органов кровообращения, и цитокиновым штормом — слишком агрессивной иммунной реакцией организма на вирусную инфекцию. Проявляется он по-разному, в зависимости от хронических заболеваний заразившегося — в виде болезней органов кровообращения,  пневмонии, осложнений сахарного диабета 1 и 2 типа и иногда — органов пищеварения. В первые полгода пандемии надежных диагностикумов на маркеры SARS-CoV-2 еще не было. Частично ввиду этого часть случаев смертности от новой коронавирусной инфекции относили к серьезным хроническим заболеваниям, которыми страдали умершие пациенты — к болезням органов кровообращения, дыхания, эндокринной системы и др. Кроме того, в отличие от большинства респираторных заболеваний, от нового коронавируса люди умирали не в течение первых двух недель болезни, а в течение месяца-двух, поэтому считалось, что гибель пациента — это результат не острого вирусного заболевания, а его осложнений, — объяснил Сергей Нетесов.

Доктор биологических наук, профессор, академик РАН, заведующий лабораторией бионанотехнологии, микробиологии и вирусологии Факультета естественных наук НГУ Сергей Нетесов За несколько лет смертельно опасный коронавирус эволюционировал в сторону изменения антигенных свойств и снижения патогенности и уже не так опасен в плане смертности, как раньше. Повлияла и масштабная вакцинация населения, а также иммунитет, сформировавшийся у переболевших, но по заболеваемости данный вирус по-прежнему порой опережает в совокупности вирусы гриппа типов А и В, да и смертность от него не свелась к нулю. Осенью прошлого года в России еженедельно регистрировалось по 20-30 умерших от Ковида. В основном это были пожилые люди с серьезными хроническими заболеваниями.

В настоящее время не менее опасен в плане тяжелого протекания и смертности другой возбудитель ОРВИ — респираторно-синцитиальный вирус. В отдельные временные периоды сезона 2023-2024 годов его доля в причинах общей заболеваемости ОРВИ составляла 40%. Ученые  и врачи давно выяснили, что он является одной из основных причин тяжелых пневмоний у детей и пожилых людей. С прошлого года в странах Европейского Союза и в США начались испытания вакцин против этого вируса.

Зимой 2024 года в России по уровню заболеваемости среди ОРВИ лидировал риновирус, он имеет неприятные симптомы, т.к. вызывает воспаление носовых пазух, но опасности для человека не представляет.

— Лишь в редких случаях причиной ОРЗ или ОРВИ становится только один возбудитель, чаще два или три. Нередко бывает так, что у одного и того же пациента один-два возбудителя ОРЗ  — вирусные и один — бактериальный. При этом картина заболевания становится сложной. Вирусные инфекции, как правило, готовят почву для заражения болезнетворными бактериями, — сказал Сергей Нетесов.

Надежная защита

Чтобы снизить риски тяжелого заболевания респираторными вирусными инфекциями, необходимо своевременно проходить вакцинацию, а людям повышенного риска тяжелого течения ОРЗ целесообразно в общественных местах носить медицинские маски. Сергей Нетесов также рассказал о противогриппозных вакцинах, применяемых в России. По его словам, следует по возможности выбирать препараты четырехкомпонентные с долей  в 15 микрограмм антигенов каждого подтипа вируса. При этом вероятность тяжелого течения заболевания снижается примерно в 20-30 раз. И для невакцинированных повышенные риски тяжелого течения ОРЗ сохраняются для людей с нарушениями иммунной системы, больных сахарным диабетом и представителей других групп риска.

В пользу эффективности масок Сергей Нетесов отметил, что маска не задержит единичную вирусную частицу, потому что размеры ее пор для этого слишком велики. Но вирусы в виде одиночных частиц по воздуху не летают. Они передвигаются на микрокаплях жидкостей нашего организма, выделяющихся из организма при разговоре, пении, кашле или чихании. А вот эти капли имеют уже больший диаметр и сквозь поры маски не проходят. И даже самая примитивная маска задерживает примерно 75-80% таких частиц, конечно, если закрывать ею и рот, и нос. А для заражения очень важен размер дозы возбудителя, которую получает человек. Уменьшение этой дозы часто приводит к занулению инфекции или попаданию очень маленькой дозы — тогда заболевание не развивается быстро, и организм справляется с ним гораздо легче.

Вирус гриппа постоянно эволюционирует, и данный процесс направлен на важную для него цель —  «пробить» прежний иммунитет и заразить как можно больше переносчиков — восприимчивых людей.

В начале 2024 года в США вышло несколько публикаций о том, что надои коров в некоторых регионах страны стали снижаться; позднее ветеринары выявили у них вирус гриппа птиц H5N1-подтипа. Впервые вирус гриппа этого подтипа был изолирован не только от птиц, но и у некоторых больных людей в 1997 году в Сингапуре, Гонконге и Вьетнаме. Вирус поражал и людей, при этом наблюдалась очень высокая смертность. Причина вскоре выяснилась: в большинстве случаев это была редкая мутация, характерная для жителей этих стран, при которой один из рецепторов в их легких оказался похожим на аналогичный рецептор птиц. Для жителей других стран такая особенность не характерна. И вот в 2024 году вирус распространялся  не только среди птиц, но приобрел новые мутации и «переключился» на крупный рогатый скот и не только. Около коровников с больными коровами нашли несколько умерших кошек, которые ранее пили коровье молоко. Причиной их смерти, как и болезни коров на ферме, стал вирус птичьего гриппа. И хоть у человека и животных общих инфекций не так много, этот вирус стал одной из них. Выяснилось, что в конце 2023 года вирус приобрел мутации, которые позволили ему переходить с птиц на крупный рогатый скот. В мире с начала 2024 до февраля 2025 года были отмечены 68 случаев заражения работников молочных ферм и птицефабрик. Вроде бы этот вирус гриппа пока не распространился широко, но необходим тщательный мониторинг за его эволюцией.

Гонка на выживание

Ученые считают, что чем более распространенным станет этот подтип вируса, тем больше вероятность того, что он сможет приобрести комбинацию мутаций, которые увеличат риск заражения для людей. С другой стороны, этот подтип гриппа циркулирует у различных видов птиц и вызывает редкие спорадические инфекции среди людей уже более двух десятилетий, но до сих пор пандемии не случилось. Это один из тех случаев, когда пандемия может начаться как на следующей неделе, так и не начаться никогда.

— Эволюционируют не только возбудители вирусных заболеваний, но и наша иммунная система. Это такая своеобразная гонка. Поэтому изучать следует не только возбудители, но и параметры нашего иммунитета. Увеличивать число и эффективность вакцин, наращивать объемы вакцинации. Это реально улучшает качество жизни населения и увеличивает ее продолжительность. В то же время необходимы долговременные мониторинговые исследования по изучению встречаемости патогенов, их молекулярно-генетического разнообразия и молекулярной эволюции, в том числе лекарственной устойчивости. В России есть необходимые приборная и материально-реактивная базы, в том числе собственные высокотехнологичные производства многих (но не всех) современных вакцин и диагностикумов. Но требуется их более широкое внедрение в практику. Также необходимы разработки новых вакцин против еще рада вирусных и бактериальных патогенов. К сожалению, пока алгоритмы диагностики у нас в обязательной страховой медицине отработаны по минимуму — в первую очередь из-за недофинансирования. А ведь отличить бактериальную инфекцию от вирусной можно с помощью очень простого теста на содержание прокальцитонина и некоторых других маркеров в крови,— сказал Сергей Нетесов.

Также ученый отметил, что при борьбе с вирусным заболеванием, независимо от того, каким именно вирусом оно было вызвано, важен и психологический настрой больного и поддержка близких. Важно болеть в хорошем настроении, тогда и выздоровление пройдет быстрее.

— Болеть всегда надо позитиве! С плохим эмоциональным фоном человек болеет объективно тяжелее. Надо уверенно и оптимистично смотреть в будущее и говорить своему телу: «Выздоравливай». Организм человека — это очень сложная единая система, где все компоненты оказывают влияние друг на друга. В данном случае надо наладить положительную обратную связь между телом и мозгом, стараться создавать себе хорошее настроение и, конечно же, соблюдать все рекомендации врача, — сказал Сергей Нетесов.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

Какова ситуация в российской науке

В преддверии Дня российской науки в ТАСС состоялась пресс-конференция, посвященная результатам третьего раунда комплексного исследования «Делаем науку в России». Его провел Институт статистических исследований и экономики знаний (ИСИЭЗ) НИУ ВШЭ. Авторы исследования и эксперты, представляющие высшую школу, научные институты и индустрию, рассказали о состоянии отечественной науки, драйверах ее развития, динамике изменений и барьерах, которые необходимо преодолеть.

Впервые исследование «Делаем науку в России» было проведено в 2017 году, второй раунд состоялся в 2022 году, третий — с октября по ноябрь 2024 года.

Настоящее и будущее

Как пояснил первый проректор, директор ИСИЭЗ НИУ ВШЭ Леонид Гохберг, основой исследования стали результаты опроса руководителей 719 вузов и ведущих научных организаций, составляющих практически все ядро российской науки. Это «ключевые игроки, которые делают погоду в этой сфере и определяют ее развитие своими повседневными практиками».

Оценка проводилась по 87 факторам, сгруппированным в 8 крупных блоков, что позволило определить индекс настроений в российской науке. На втором шаге исследователи выделили 47 мер государственной научно-технической политики, оценили их эффективность по ряду параметров и рейтинговали.

«Ситуация в российской науке выглядит стабильной и позитивной, есть прогресс по сравнению с предыдущими раундами исследования», — отметил Леонид Гохберг. Например, улучшились оценки, связанные с институциональными условиями функционирования университетов и научных организаций, — в первую очередь речь идет о повышении осведомленности о мерах политики и регулировании важных аспектов их повседневной жизни (регулирование госзаданий и госзакупок, конкурсные процедуры и т.д.).

Перспективы на ближайшие годы представители научной сферы оценивают еще более оптимистично. Ожидания связаны с дальнейшим повышением результативности научных исследований, кооперацией с бизнесом и стимулированием притока инвестиций со стороны коммерческих структур, развитием информационной базы науки.

При этом в разных секторах ситуация выглядит по-разному. «Лучше всего чувствуют себя университеты, и это коррелирует с мерами их поддержки, которые стартовали в последние годы и довольно позитивно повлияли на развитие вузовской науки», — констатировал Леонид Гохберг.

Финансирование

Тему продолжила директор Центра статистики и мониторинга науки и инноваций ИСИЭЗ Екатерина Стрельцова, затронув «самый чувствительный вопрос» — финансирование науки.

Этот блок получил самую сдержанную оценку со стороны научного сообщества, но это не означает, что все плохо. Наука финансируется из многих источников, и исследование показало, что ситуации с разными источниками для разных организаций различаются. Ключевые источники бюджетного финансирования оцениваются в целом более сдержанно, так как для некоммерческих организаций, участвовавших в опросе, они могут быть не слишком релевантны (например, гранты российских научных фондов).

«По всем типам организаций мы видим значительное улучшение ситуации по сравнению с 2022 годом, так как бюджетные затраты на науку планомерно наращиваются. В этом году из средств федерального бюджета почти 3% планируется направить на поддержку науки, это самый высокий показатель за последние десять лет, и мы надеемся, что и дальше финансирование науки будет увеличиваться», — подчеркнула Екатерина Стрельцова.

Организации всех типов скептически оценили обеспеченность финансированием за счет госкомпаний и особенно за счет бизнеса, и, по ее мнению, это предсказуемый результат с учетом сложившейся структуры финансирования российской науки. В последние годы предпринимательский сектор обеспечивал порядка 30% затрат на науку, и, хотя по сравнению с 2010 годом этот показатель вырос, нужны меры для стимулирования инвестиций.

Из всех источников средств самые низкие оценки получили иностранные организации. «Именно эти оценки повлияли на сводный балл по всему направлению и потянули его вниз, и это понятно, — считает Екатерина Стрельцова. — Иностранные ресурсы никогда не были сколь-либо значимыми для развития российской науки, в последние пять-шесть лет доля этих источников в общем объеме затрат не превышала 2,5%».

Кадры и оснащение

Екатерина Стрельцова отметила, что позитивную оценку по большинству факторов получил кадровый потенциал: руководители удовлетворены и количественными, и качественными характеристиками научных кадров, с которыми они работают. По сравнению с 2022 годом некоторые значения улучшились благодаря реализации целого комплекса мер. Сложности связаны с привлечением зарубежных исследователей и участием в международных проектах.

Оценка материально-технических условий также довольно стабильна: организации в целом оптимистично оценивают обеспеченность научным оборудованием и расходными материалами, но многие отмечают усложнение поставок из-за рубежа. Сдержанно оценивается обеспеченность доступом к специализированному отечественному ПО и российским системам на базе ИИ, но именно по этому направлению ожидания высокие и позитивные.

Слабым местом остается коммерциализация результатов — их продвижение и внедрение в экономику. Например, вузы и научные организации принимают активное участие в патентной деятельности, но их вклад в развитие лицензионной деятельности на внутреннем рынке пока ограничен. Очевидно, это обусловлено в том числе недостаточным диалогом между наукой и бизнесом. 

«Хотя ситуация несколько улучшилась по сравнению с 2022 годом, мы видим, что интенсивность взаимодействия с бизнесом в форме совместных лабораторий, базовых кафедр и так далее пока оценивается довольно сдержанно, что, конечно, требует дальнейшей реализации в том числе уже действующих мер», — заключила Екатерина Стрельцова.

«Интереснейший анализ»

Результаты исследования «Делаем науку в России» прокомментировали представители науки, высшей школы и индустрии.

Директор Объединенного института ядерных исследований академик РАН Григорий Трубников отметил, что ученые Вышки провели «интереснейший анализ». По его мнению, за три раунда исследования «аналитика встала на крыло», у него большая аудитория, и данным можно доверять.

Комментируя выводы о финансировании науки, он высказал гипотезу, что проблема заключается не в том, что оно должно быть увеличено, допустим, в два раза, а в том, что «наука должна делаться быстрее», — в этом главный запрос научного сообщества. Если убрать препоны, связанные с контролем, закупочными процедурами, академической мобильностью, зарубежными ограничениями, то конкурентоспособность российской науки возрастет.

Григорий Трубников также отметил, что в части международного сотрудничества все зависит от конкретной организации, и в его институте в Дубне дела обстоят хорошо — развивается сотрудничество с Китаем, Мексикой, Бразилией, и это в целом заметный тренд.

Руководитель лаборатории антибиотикорезистентности Института биоорганической химии РАН Станислав Терехов высоко оценил существующие меры поддержки науки, в том числе создание молодежных лабораторий (его лаборатория является таковой). По его мнению, это позволяет удерживать в стране лучшие кадры и интегрировать студентов и аспирантов в лабораторную практику, однако государственная поддержка должна дополняться частными инициативами.

Наука и бизнес

Директор Института трансляционной медицины и биотехнологии Сеченовского университета Вадим Тарасов в своем выступлении сделал акцент на связях науки с бизнесом. По его мнению, программа «Приоритет-2030» «дала огромную возможность университетам быть гибкими во взаимодействии с индустрией», и сейчас необходимо выстраивать целеполагание на 10–15 лет вперед, понимая, какие технологии нужны стране для обеспечения суверенитета, а с какими стоит выходить на внешние рынки.

Первый вице-президент по технологиям МТС, заведующий базовой кафедрой МТС в Вышке Павел Воронин также высоко оценил исследование, назвав его очень полным и качественным.

По его мнению, наука является фундаментом для технологий, и «геополитическая ситуация требует от нас больше вложений в эту фундаментальную часть», однако экономическая конъюнктура заставляет многие компании на рынке подходить к финансам рачительно. Когда нужно более внимательно следить за расходами, первое, что пускают под нож, — малопредсказуемые, долгие инвестиции. «Важно с точки зрения бизнеса не попасть в эти ножницы, правильно определить приоритеты и оставить определенную долю инвестиций на долгосрочные исследования», — заключил Павел Воронин.

Руководитель направления научно-технического сотрудничества ГК «Росатом» Екатерина Чабан заявила, что в ее корпорации «каждый научный проект является и бизнес-проектом», и подтвердила выводы исследователей об успешном привлечении молодежи в науку. В научном дивизионе «Росатома» из 2 тыс. ученых 38% в возрасте до 35 лет, 48% — до 39 лет, а среди директоров институтов есть ученые и конструкторы в возрасте до 40 лет. «Корпорация очень многое делает, чтобы сохранять приток молодежи и удерживать молодые кадры», — пояснила она.

Великое чувство или побочный продукт эволюции?

С древнейших времен и вплоть до наших дней философы и писатели пытались ответить на вопрос «что такое любовь?». Не остались в стороне и ученые. У них имеется свой особый взгляд на этот счет. Романтики считали, что это великое чувство рождается в сердце, представители науки с ними не согласны. Исследования показали, что все дело в сложных процессах, происходящих в головном мозге. С точки зрения современной науки, романтическая любовь – это вовсе не дар судьбы, а адаптация, возникшая в процессе эволюции.

Портрет явления

— С конца 70-х годов прошлого века стали появляться различные наукообразные определения романтической любви. Я выделяю всего два. Согласно первому, которое было дано в 2015 году, романтическая любовь – это мощный механизм обязательств, состоящий из страсти, близости и заботы. Она универсальна, и связана с образованием пар в разных культурах; автоматически подавляет внимание, уделяемое альтернативным партнёрам, имеет ярко выраженные эмоциональные, гормональные нейропсихические особенности и является предиктором лучшего здоровья и выживания как самих влюбленных, так и их потомства. Второе определение сформулировано несколько позднее. Романтическая любовь – это мотивационное состояние, обычно связанное со стремлением к длительному спариванию с тем или иным физическим лицом. Она наблюдается на протяжении всей жизни и связана с различной когнитивной, эмоциональной, поведенческой, социальной, генетической, нервной и эндокринной активностью у обоих полов. На протяжении большей части жизни любовь служит выбору партнёра, функции ухаживания, секса и создания пар. Это набор из адаптаций и их побочных продуктов, возникших когда-то в недавней эволюционной истории человека. В этом определении содержится намек на то, что у любви есть своя история. Можно на неё смотреть, как на адаптацию, или же, как на совокупность побочных адаптаций, но, тем не менее, следует рассматривать данный вопрос в эволюционном аспекте, - говорит кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории нейрогеномики поведения Института цитологии и генетики СО РАН, старший преподаватель кафедры физиологии Факультета естественных наук НГУ Антон Цыбко.

Любопытный факт — формирование привязанности и романтическая любовь в значительной степени зависят от набора наших генов, но это не означает, что от него же зависит, в кого мы влюбимся. Наши гены ответственны лишь за то, насколько наши романтические отношения будут крепкими.

Интересные исследования были проведены в 2012 году. Объектом изучения стали супружеские пары, прожившие в браке более 20 лет. Выяснилось, что в их мозге активация дофаминовых областей находится на том же уровне, что и у молодоженов. Скорее всего, существует зависимость между активностью определенных областей мозга и крепостью брака. Чтобы сохранить на протяжении двух десятков лет такую яркость чувств, определенно необходимы какие-либо мощные механизмы.

Родные души

Ученые выяснили, что когда человек влюбляется, активизируется вентральная тегментальная область мозга. В ней образуется естественный стимулятор — нейромедиатор дофамин. Еще считается, что он отвечает за возникновение чувства удовольствия или вознаграждения. Дофамин выделяется не только тогда, когда влюбленный видит объект обожания или прикасается к нему. Такую реакцию может вызвать его фотография или сообщение. Достаточно даже мысли или воспоминания. 

В 2010 году зарубежными специалистами было проведено исследование, в ходе которого они сравнили в коре мозга области, которые активируются материнской любовью, с теми, что соответствуют любви романтической. В целом в обоих случаях активируемые области мозга пересекаются, но, если обратить внимание на «поведение» базальных ганглий, становятся отчётливо заметны отличия материнской любви от романтической. В частности, у влюбленных сильно активируется область таламуса, которая практически не активна у любящих матерей. Именно она «отвечает» за сексуальность. Действительно, из материнской любви сексуальный компонент полностью исключен, тогда как в романтической имеет важное значение. 

— Исследователи отметили еще одну очень интересную особенность. Если рассмотреть «поведение» различных областей мозга при влюбленности, то можно заметить, что не все они активируются, некоторые, наоборот, выключаются.  Например, латеральная префронтальная кора, которая отвечает за наши моральные суждения. Именно поэтому мы склонны идеализировать своего партнёра, не замечать его недостатков и прощать различные довольно сомнительные с нравственной стороны поступки нашего возлюбленного. Возможно, только этим и можно объяснить, почему Ева Браун любила Гитлера, — утверждает Антон Цыбко. 

Важно и «поведение» других участков мозга. Активация островковой коры порождает чувство единения в любви, так называемое родство душ. Усиленная работа миндалевидного тела, в отличие от других структур мозга, порождает не эмоциональный подъём, а напротив, пробуждает тревогу и страх быть отвергнутым.

Трансформация страсти

Как пояснил Антон Цыбко, любовные переживания меняют нейрохимию мозга, причем на каждом этапе этого чувства – по-своему. В период влюбленности, когда чувства наиболее яркие, а переживания острые, активно вырабатывается дофамин. Начинает интенсивно секретироваться окситоцин, гормон, стимулирующий выработку эндорфинов, вызывающих ощущение «счастья», а также вазопрессин, отвечающий за привязанность, желание заботиться о другом человеке и супружескую верность.

Активно выделяется и кортизол — гормон, который защищает организм от стресса, влияет на режим сна и бодрствования. В течение первых нескольких месяцев отношений его уровень становится столь высоким, что негативно сказывается на секреции серотонина, снижение уровня которого вызывает у влюблённых симптомы тревоги, потерю сна и аппетита, постоянные мысли об объекте страсти. Кстати, это очень напоминает маниакальную стадию биполярного расстройства, поэтому некоторые исследователи пытаются подходить к анализу влюблённости с точки зрения нейропатологии. Другие же ученые считают, что это не более, чем совпадение.

Затем начинается период страстной любви. Он может длиться год и более. Окситоцин и вазопрессин по-прежнему «работают» с высокой активностью. Причем в большей степени окситоцин выделяется у женщин, а вазопрессин – у мужчин. Спустя несколько месяцев, нормализуется и начинает снижаться концентрация кортизола, повышается уровень серотонина и настроение влюбленных стабилизируется.

Через несколько лет брака приходит время так называемой товарищеской любви, когда чувства утрачивают былую яркость, сексуальный компонент слабее выражен и влюбленные становятся хорошими друзьями. У них нормализуются уровни серотонина и кортизола, уровень дофамина остаётся ещё выше среднего, но уже не так «фонтанирует», как поначалу, однако все еще высоки уровни окситоцина и вазопрессина. А что дальше? Либо пара застывает в этом состоянии, либо, как это ни печально, распадается. Дело в том, что человеку свойственна так называемая серийная моногамность. Он способен переживать романтическую любовь несколько раз в жизни, снова и снова проходя полный цикл ее развития.

Это не нормально!

— Многие исследователи отмечают, что состояние влюбленности выходит далеко за границы нормы. Низкий уровень серотонина может вызвать депрессию, к тому же по этой причине влюбленные болезненно переживают разрыв отношений. Кроме того, высокие и скачущие уровни дофамина уже давно заставляют исследователей сравнивать влюблённость с наркотической зависимостью. Недаром существует немало песен и крылатых фраз, в которых любовь сравнивается с наркотиком, — утверждает Антон Цыбко.

Все дело в том, что кроме дофаминовой системы, в мозге влюбленного активизируется еще одна часть — прилежащее ядро. Оно включается во всех формах поведенческой зависимости, будь то наркотики, азартные игры или алкоголь.

Совпадений между романтической любовью и наркозависимостью много. Например, стремление вновь и вновь принимать вещество, повышая дозу. Влюблённый тоже стремится как можно больше времени проводить с партнером. Или безуспешные попытки прекратить употребление. Не все романтические отношения складываются безоблачно. Многие пары расходятся и потом вновь воссоединяются. А синдром отмены? Какие страдания порой испытывают возлюбленные после разрыва отношений!

Антон Цыбко отмечает, что, с нейробиологической точки зрения, некоторые области мозга у влюбленных и наркозависимых активируются практически одинаково. Например, части префронтальной коры и базальных ганглий, а также прилежащее ядро. Сходны и сети, которые выстраиваются между опоясывающей корой, прилежащим ядром и миндалевидным телом. Однако это может быть ещё одним совпадением.

Гормоны верности

— Животные дают огромное количество ценной нужной информации. Если мы будем рассматривать известные на сегодня нейрональные пути и области мозга, связанные с образованием пар у животных, то заметим те же самые узловые структуры, которые характерны для человека. Мозг животных, безусловно, устроен проще, но процессы в нём происходят сходные, — рассказывает Антон Цыбко. 

Для своих исследований ученые выбрали единственных грызунов, которым свойственна моногамия – прерийных полевок. Эти маленькие мышки формируют пары на всю жизнь, на равных исполняют родительские обязанности и категорически отвергают других особей противоположного пола, нередко даже проявляя по отношению к ним настоящую агрессию. Для грызунов, да и млекопитающих вообще, такое поведение нехарактерно. К примеру, близкие родственники прерийных полевок — горные полевки, — отличаются промискуитетом и пар не образуют.

Ученым удалось разгадать эту загадку. В результате исследований выяснилось, что у прерийных полевок имеется выраженная аномалия в плотности рецепторов к окситоцину – она невероятно велика. Подобная аномалия характерна и для вазопрессина.  Когда происходит спаривание, у самцов усиливается действие вазопрессина, а у самок – окситоцина. Исследователи решили вмешаться в биохимию мозга обоих видов полевок. Самкам вводили антагонисты окситоциновых рецепторов, а самцам – вазопрессивновых. Интерес к спариванию у подопытных не пропал, но устойчивых пар они больше не формировали, теперь их интересовали беспорядочные связи.

А специалисты продолжили эксперименты с их полигамными «родственниками» — горными полевками. С помощью вирусных констуктов стимулировали у них сверхэкспрессию вазопрессинового рецептора в верхнем паледуме и прилежащем ядре, и произошло чудо – полигамные мышки остепенились – стали формировать супружеские связи и концентрироваться только на своем партнере, не проявляя интереса к другим особям противоположного пола.

Считается вполне вероятным, что рецепторы к окситоцину влияют на стремление формировать устойчивую пару и у человека, но людей, в отличие от прерийных полевок, эти гормоны не делают верными.

— Если мы посмотрим на это филогенетическое древо, то увидим, что образование пар – явление редкое. Доля моногамных видов среди млекопитающих составляет от 5 до 8 процентов видов. Существует мнение, что, скорее всего, романтическая любовь — отличительная особенность именно нашего вида – гомо сапиенс. И вряд ли она существовала у гомо эректусов и гейдельбергских людей.  Зачатки и базовые механизмы для образования пар у млекопитающих присутствовали с самых начальных этапов их существования. Однако формирование романтической любви, скорее всего, произошло на более поздних этапах человеческой эволюции, но как именно и когда это происходило, учёные пока сказать не могут. И это хорошо, потому что исследователей в будущем ожидает множество интересных открытий, — считает Антон Цыбко. 

Елена Панфило, пресс-служба НГУ

Новые прорывы

Глава государства вручил премии президента России для молодых ученых в области науки и инноваций за 2024 год. Награждены три работы по гражданской тематике и одна - в области обороны. Их уровень еще раз подтверждает, что самую передовую науку можно делать в России, что никакие, даже самые жесткие санкции не могут остановить ее развитие.

О каждой работе без всякого преувеличения можно сказать "впервые". Автором открыто новое знание, которое до него не знал никто. Экс-президент РАН Владимир Фортов часто повторял: ради этого момента молодой человек приходит в науку, ради него готов работать 24 часа в сутки 7 дней в неделю.

Размер премии составляет 5 миллионов рублей.

Полет нормальный

Доктор технических наук из Белгородского государственного технологического университета им. Шухова Наталья Черкашина удостоена награды за создание радиационно-защитных композитов для обеспечения безопасности космонавтов и радиоэлектронных средств космических аппаратов.

Работа крайне актуальна с учетом объявленной Россией Лунной программы, а также создания Российской орбитальной станции на более высокой орбите, чем сейчас находится МКС.

В чем суть разработки? Напомним, что сегодня для радиационной защиты человека и техники в космосе применяются в основном полимеры, в которые добавлены специальные наполнители. Это нанопорошки оксидов различных тяжелых металлов. Именно эти добавки и защищают человека и технику. Но проблема в том, что в космосе каждый килограмм на вес золота, а потому постоянно идет борьба с весом защиты и ее эффективностью.

Сегодня в применяемых в мире средствах защиты от излучения доля наполнителя в полимере достигает максимум 30 процентов. Если больше, то наночастицы начинают слипаться, и параметры самого каркаса из полимера существенно ухудшаются, он не такой жесткий и упругий, а может просто развалиться. Российские ученые сумели решить проблему.

- Разработанная нашей командой технология позволяет создать на каждой частице нанонаполнителя жесткую оболочку, - говорит Наталья Черкашина. - Они уже не слипаются, что увеличило количество защитных частиц в полимере сразу до 70 процентов. В итоге защита от радиации стала в разы надежней.

Разработанные автором материалы уже прошли апробацию в условиях длительного орбитального полета на МКС (в период с 2022 по 2024 гг.) и подтвердили свои высокие радиационно-защитные характеристики. Использование таких материалов позволит значительно продлить срок нахождения космонавтов в космосе, а также использовать обычные промышленные микросхемы, стоимость которых в разы меньше специальной "космической" электроники.

Супер из заморозки

Профессор Санкт-Петербургского госуниверситета ветеринарной медицины Елена Корочкина награждена за два цикла работ. Первый позволяет создать банк репродуктивных клеток для развития животноводства в России.

Оказывается, что это острейшая проблема. В идеале она решается так. Если у вас есть рекордсмен-производитель, чье потомство имеет высокие показатели, скажем, по надоям молока, содержанию белков, жира и других полезных элементов, то вам надо как можно дольше продлить "жизнь" его генетического материала для искусственного осеменения.

И такие технологии есть. Семя таких "суперпроизводителей" может десятилетиями храниться в жидком азоте (при температуре минус 196 градусов Цельсия). Однако при разморозке нередко не все суперкачества "родителя" передаются потомству. Какие-то теряются при температурных скачках.

«Сегодня в мире известны технологии, как избежать этого негативного эффекта, но они, во-первых, сейчас под санкциями, а главное, очень дороги. Цель моей работы - создать доступные технологии для работы с биоматериалом, чтобы их могли применить на любом племенном предприятии», - говорит Елена Корочкина.

Рассмотрев разные варианты, ученый остановилась на использовании стволовых клеток. Как известно, они являются первоосновой любого организма, именно из них вырастают все органы. Корочкина впервые в мире попробовала при заморозке добавить их к семени сельскохозяйственных животных, и уже первые опыты обнадежили.

И тогда начались многолетние эксперименты: какие конкретно клетки применять, в каком виде, в каком соотношении, как их подготовить и т.д. В итоге появилась общедоступная технология, а точнее протокол криоконсервации, которым может пользоваться любой зоотехник. "Технология не требует использования дорогого импортного оборудования, все необходимое есть в России", - подчеркивает ученый.

Вторая удостоенная премии работа связана с решением еще одной сложнейшей проблемы.

«Дело в том, что есть очень продуктивные по молоку породы, например, голштинская, у которых после отела существенно снижается способность воспроизводить потомство. Если совсем просто, то они тратят очень много энергии на молоко, а на другое ее уже не хватает», - объясняет Елена Корочкина.

Исследования показали, что одной из основных причин является существенный недостаток в организме этих животных ряда элементов, которые являются ключевыми для рождения потомства. Ученый разработала комплекс витаминов и минеральных добавок, а также оптимальные методы кормления, которые доказали свою эффективность в нескольких сельскохозяйственных предприятиях. В итоге у животных были не только высокие надои, но они также смогли реализовать свой продуктивный потенциал. На эту технологию получены патенты.

От смартфона до радара

Кандидаты химических наук из Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе Вадим Попков и Кирилл Мартинсон удостоены награды за разработку материалов, которые решают задачи импортозамещения и опережающего развития в области СВЧ-радиоэлектроники. Речь идет о ферритах - соединениях оксида железа с оксидами других металлов, в частности, висмута, вольфрама, цинка и марганца.

Ферриты известны более 90 лет, встретиться с ними в повседневной жизни можно практически повсеместно. Например, они применяются во встроенных антеннах мобильных телефонов для усиления сигнала, в слуховых аппаратах для уменьшения их размера, в медицине для улучшения кровообращения. Множество применений в оборонной промышленности, например, в системах радиолокаторов.

Но в последнее время в материаловедении наметилась тенденция: улучшать старое. Для этого создаются эффективные "инструменты", которые позволяют получить уже давно известные материалы новыми методами, а главное - существенно улучшить многие их параметры. Причем сделать это в разы дешевле и проще. Такой трюк "омоложения" авторы удостоенной премии работы решили проделать с ферритами.

- Дело в том, что уже много лет для работы с ферритами применяется так называемый метод растворного горения. С его помощью получают нанопорошки, которые применяются, например, в различных сенсорах и датчиках. Однако такие порошки невозможно использовать в радиолокационных системах. «Там требуются керамические материалы на основе ферритов», - говорит Кирилл Мартинсон. - Так вот, впервые в мире нам удалось на основе порошков ферритов-шпинелей, синтезированных методом растворного горения с добавлением технологии термической обработки, получить СВЧ-керамические материалы.

Можно сказать, что такой тандем оказался прорывным. Он позволил улучшить параметры керамики и существенно сократить время производства, расширить ассортимент керамики, превосходящей по некоторым характеристикам зарубежные аналоги. Разработанные материалы уже внедрены на ряде предприятий России, где используются для выпуска различных элементов на основе СВЧ-керамики, в том числе в фазированных антенных решетках радиолокаторов.

Новая технология позволит решить вопрос импортозамещения некоторых видов феррита, которые сейчас не выпускаются в России.

Юрий Медведев

Порог пройден

Совсем недавно в Вестминстерском аббатстве пара пожилых эко-активистов осквернила могилу Чарльза Дарвина. Используя давно испытанные вандальские методы привлечения к себе внимания, борцы с глобальным потепление вывели краской на могильной плите надпись - «1,5 градуса умерло».  Как мы понимаем, это была отсылка к недавно зафиксированному факту, что человечество уже преодолело порог повышения глобальной температуры на «критические» (как принято считать) 1,5 градуса, а значит, впереди нас ждет гибель.

Напомним, что этот самый температурный порог оговаривался в Парижском соглашении 2015 года. Фактически речь шла о координации усилий со стороны мирового сообщества по недопущению перехода за указанный уровень. Вся совокупность мер, связанных с отказом от ископаемого топлива и переходом на возобновляемые источники энергии, вся борьба за электрификацию автомобильного транспорта, за снижение углеродных выбросов, все инвестиции в технологии улавливания и хранения углекислого газа преследовали именно эту «заветную» цель, выступающую в роли некой «красной линии». То есть эти самые полтора градуса являлись для мирового сообщества своего рода критической отметкой, преступать за которую было совсем нежелательно, поскольку, как указывали радикально настроенные климатологи, от глобальной климатической катастрофы нас отделяют всего два градуса. И потому, чтобы не оказаться на самом краю пропасти, было предложено держаться от нее как минимум на полшага, а именно на упомянутые полтора градуса.

Еще раз подчеркнем, что мы сейчас говорим от стратегической цели Парижского соглашения, без чего оно теряет всякий смысл. В позапрошлом году на климатическом саммите в Дубае участники как раз должны были ответить на этот вопрос: достигают ли страны поставленной цели - ограничить роста глобальной температуры 1,5 градусами Цельсия в сравнении с доиндустриальным периодом? Это должно было стать первой официальной оценкой прогресса человечества в рамках Парижского соглашения по климату. По большому счету – это должно было стать глобальным подведением итогов проводимой во многих странах мира климатической политики. Как мы знаем, правительства многих стран демонстрировали конкретные шаги в указанном направлении. По крайней мере, инвестиции в борьбу с климатическими изменениями бурно росли (и продолжают расти) как в государственном, так и в частном секторе (о чем мы писали неоднократно).

Несмотря на это, борцы с глобальным потеплением признавали прогресс слишком медленным, якобы не успевающим за ростом глобальной температуры. Пару лет назад уже звучали заявления о том, что цели Парижского соглашения могут оказаться недостигнутыми ввиду того, что в некоторых странах продолжается рост субсидий и инвестиций в ископаемое топливо. Прошедший в Дубае саммит, по сути, никакого влияния на этот процесс не оказал.

Прошлогодний саммит в Баку оказался еще менее успешным в этом отношении (а в некоторых моментах даже скандальным). В нынешнем году намечается очередное подведение итогов, и есть все основания заявлять, что они также окажутся неутешительными для тех, кто надеется «спасти» планету от перегрева. Проблема в том, что в минувшем году перегрев не только достиг упомянутой «красной линии», но даже далеко шагнул за неё.

В январе этого года было официально заявлено о том, что в 2024 году средняя глобальная температура Земли впервые поднялась БОЛЕЕ ЧЕМ на 1,5 градуса Цельсия в сравнении с доиндустриальны уровнем. Заявление было сделано несколькими международными организациями, проводящими независимые исследования в области климатологии. Абсолютного совпадения результатов не получилось, хотя, если их суммировать, можно смело констатировать, что в 2024 году средняя температура на Земле оказалась на 1,55 градуса выше средних показателей за период 1850 – 1900 годов. При этом показатели минувшего года дают заметное увеличение в сравнении с 2023 годом, когда были зафиксированы аномально высокие температуры в летний период. Исследователи отмечают двухлетний температурный скачок, но пока что не в состоянии объяснить, является ли он кратковременным или мы все-таки имеем дело с неким переломным моментом. Если верно последнее, то тогда это станет прямым путем к глобальной катастрофе, поскольку речь уже пойдет об изменении климатической системы Земли. Говоря по-простому, мы столкнемся с ускорением глобального потепления, когда предыдущие расчеты придется спешно пересматривать. Но в любом случае «критическая» отметка в 1,5 градуса пройдена, а значит, в деле борьбы с глобальным потеплением за десятилетний период получено стратегическое поражение.

Еще раз напомним (о чем мы неоднократно писали), что Парижское соглашение подписали порядка двухсот стран. Тем не менее, выбросы углекислого газа, а равно и использование ископаемого топлива, продолжают расти, невзирая на официальные декларации. Является ли упомянутый температурный скачок закономерным результатом растущих выбросов? Борцы с глобальным потеплением не исключают такого варианта и продолжают настаивать на том, что пока еще не всё потеряно. Дескать, шансы на спасение есть, надо только не сворачивать с выбранного пути и подходить к решению климатического кризиса еще более бескомпромиссно. Иных «рецептов» в запасе у защитников планеты не имеется. И как бы тревожно ни выглядел переход за «красную линию», они не теряют надежды на то, что процесс этот обратим. Стало быть, качественных изменений на фронте борьбы с глобальным потеплением не предвидится. Но вот вопрос: стоит ли ожидать благоприятных качественных изменений в климатической системе Земли, особенно учитывая то обстоятельство, что все предыдущие усилия по борьбе с глобальным потеплением не привели к запланированным результатам?

Как мы понимаем, наибольшее беспокойство у ученых вызывает другой вопрос: отражают ли температурные рекорды двух последних лет устойчивую тенденцию? Именно этот вопрос оказался в центре внимания многочисленных исследований. Он же обсуждался в прошлом году на собрании Американского геофизического союза в Вашингтоне. Некоторые исследователи связывают этот температурный скачок с явлением Эль-Ниньо, которое как раз началось с середины 2023 года. Однако полного консенсуса по это вопросу в научном сообществе не наблюдается. Температурный скачок до сих пор не получил исчерпывающего объяснения. Ученые и раньше фиксировали кратковременные температурные скачки, но нынешний случай, признаются они – особый, поскольку выходит за рамки того, что прогнозировали ученые на основе существующих климатологических моделей.

Так, прошедший год оказался намного теплее, чем ожидалось. Да, ученые прогнозировали, что начало 2024 года будет аномально жарким из-за Эль-Ниньо, но при этом они также ожидали снижения температуры после того, как погодные условия в экваториальной части Тихого океана придут в норму, начиная с июня. Но снижения температуры не произошло. Вместо этого были побиты новые «жаркие» рекорды.

Впрочем, среди климатологов есть оптимисты, настроенные на то, что борьба с загрязнением воздуха приведет к тому, что излишки тепла будут сильнее улетучиваться в космос. Важно лишь, считают они, жестко придерживаться экологических требований, и тогда отмеченный температурный скачок окажется краткосрочным явлением.

В общем, наука оказалась в затруднительном положении. В этой связи у нас нет никаких сомнений, что ученых постараются перекричать политики и экологические активисты, настаивая на более радикальных подходах в борьбе с парниковыми выбросами. Уже сейчас в ведущих мировых СМИ реализуется очередной виток пропагандистской кампании, призванной нагнать на обывателя очередную волну апокалиптических ужасов. Собственно, здесь тоже нет ничего принципиально нового. Всё это мы уже проходили. Есть даже подозрение, что с каждым разом эффективность пропаганды только снижается. И это вполне ожидаемо, особенно если учесть, что угроза ядерной войны переживается теперь куда сильнее, чем угроза глобального потепления.

Константин Шабанов

На пути к новым вакцинам

Ученые ЦКП «СКИФ» определили пространственную структуру ряда белков трех недавно обнаруженных в Китае и Японии вирусов, переносимых клещами, и вызывающих у людей такие симптомы, как лихорадка, снижение уровня тромбоцитов и лейкоцитов в крови, нарушения работы печени. Разработанная учеными программа позволила сопоставить экспериментальные данные о структуре белков этих вирусов с моделями, предсказанными нейросетями, что ускорило отбор целевых кандидатов из предсказанных структур. Полученные данные позволят лучше разобраться в жизненном цикле исследуемых вирусов и ускорят процесс разработки эффективных лекарственных препаратов и вакцин.

Разработанная учеными ЦКП «СКИФ» программа позволит многократно ускорить процесс уточнения и подтверждения структуры белков. Ее преимуществом является способность обрабатывать большое количество предсказанных нейросетями вариантов за минуты, что в сотни раз ускоряет процесс верификации белковых структур. Программа будет доступна и открыта для бесплатного пользования для всех исследователей.

Знание структуры белков необходимо для понимания функционирования живых организмов, механизмов развития заболеваний, создания эффективных лекарств и вакцин. Определение структуры белка – длительный, трудоемкий и дорогостоящий процесс. Эксперименты на источниках синхротронного излучения позволяют с высоким разрешением определить структуру белка методом рентгеноструктурного анализа, однако для этого необходимо вырастить кристаллы, что возможно далеко не для всех белков. Еще одним методом для определения белков является малоугловое рентгеновское рассеяние (МУРР). Используя этот метод, возможно исследовать белки в растворе и получать их примерную форму без точного понимания расположения атомов в молекуле биополимера.

В последние годы для моделирования пространственной структуры белков начали активно применять машинное обучение. В 2024 году Нобелевская премия по химии была присуждена разработчикам нейросети AlphaFold2, которая предсказывает трехмерную структуру белка по его аминокислотной последовательности. Это большая помощь структурным биологам, однако использование подобных нейронных сетей предполагает получение множества вариантов трехмерных структур для каждой аминокислотной последовательности. Эти результаты необходимо верифицировать при помощи эксперимента. Оптимальный вариант – сопоставить структуры, предсказанные нейросетями, с данными эксперимента МУРР и выбрать наиболее приближенный к реальности.

«Белки – это большие молекулы, они могут иметь совершенно разные формы - вытянутые, шарообразные, изогнутые, в форме сердечка и так далее. Задача разработанной программы - преобразовать предсказанные нейросетью структуры в тот же формат, который мы получаем в ходе эксперимента МУРР и, в итоге, получить форму белка. После чего мы можем сравнить форму молекулы белка, определенную исходя из экспериментальных данных, с результатами, полученными с помощью нейросетей, чтобы выбрать наиболее вероятную структуру», - рассказывает автор программы, сотрудник ЦКП «СКИФ» Антон Ведькал.

Ученые провели компьютерное моделирование для анализа траекторий движения атомов в исследуемых белках трех новых вирусов и определили формы этих молекул методом МУРР в Шанхайском центре синхротронного излучения (SSRF). Далее при помощи трех нейросетей AlphaFold, RoseTTAFold, Chain-1 были предсказаны варианты структур белков, однако количество кандидатов было более сотни, кроме того, результаты, выдаваемые ИИ-модулями, требуют подтверждения другими методами. С помощью разработанной программы ученые преобразовали структуры в кривые МУРР, что позволило сравнить экспериментальные данные с предсказанными структурами. В результате проведенной работы был предсказан набор третичных структур белков. Полученные данные позволят лучше разобраться в жизненном цикле исследуемых вирусов.

Разработанная учеными программа поможет биологам определять структуры любых макромолекул в растворе, что значительно ускорит процесс разработки эффективных лекарственных препаратов и вакцин.

Фото Юлии Поздняковой

Климат и солнечная радиация

Сегодня, на волне агрессивного «трампизма», у наших климатических скептиков появляется надежда поставить под сомнение саму тему глобального потепления. Известно, что новый американский президент крайне скептически (и даже подчеркнуто иронично) относится к этой теме. И, учитывая его международное влияние, совсем не исключено, что будет брошена тень на все климатологические исследования.

Такое развитие событий вряд ли может нас устроить, поскольку это будет означать шатание из одной крайности в другую. Безусловно, борцы с глобальным потеплением перегнули палку в своем стремлении вызвать массовый страх и панические настроения. Климатический алармизм в этом плане является деструктивной тенденцией. Но, еще раз подчеркнем, он не перечеркивает ценности научных изысканий в области климатологии – как зарубежной, так и отечественной. И чтобы не пускаться в крайности, имеет смысл внимательней отнестись к самой истории климатологических исследований. Хотя бы только для того, чтобы понять научную основу, на которой выстраивается картина наблюдаемых климатических изменений.

Как мы уже неоднократно отмечали, об изменениях климата в сторону потепления наши ученые писали еще до войны. Данная проблема была настолько актуальна, что соответствующие публикации регулярно появлялись в научной периодике и в послевоенный период. В этом плане весьма интересна большая статья П. П. Предтеченского «Климаты исторического прошлого», опубликованная в 1946 году в журнале «Природа» (№ 6). Прежде всего она привлекает внимание тем, что автор попытался сформулировать собственную гипотезу климатических изменений, связав ее с солидным набором исторических фактов. 

По мнению автора, климатологические условия на планете определяются особенностями циркуляции земной атмосферы, где основными механизмами являются западно-восточный перенос и меридиональная циркуляция.   Именно они определяют обмен воздушных масс в атмосфере. При этом с определенной периодичностью происходит усиление и последующее торможение то одного, то другого типа переноса. Эти усиления и ослабления связаны с изменениями состояний указанных механизмов, антагонистичных друг другу. К примеру, с усилением меридиональной циркуляции климатический режим обширных полярных зон претерпевает резкие возмущения. Причины, определяющие данный ритм, науке пока неизвестны, признается ученый.

Опираясь на исторические данные, можно констатировать, что климатологические сдвиги развиваются волнами порядка одного-двух тысячелетий. Направленность таких изменений, полагает автор, позволит нам говорить о развитии климата, совершающемся на наших глазах. Напомним, что в те годы наблюдались достаточно отчетливые климатические сдвиги, на что прямо указывает и автор этой статьи. По его словам, мы являемся свидетелями нарастающего ускорения климатического процесса. Данное ускорение проявляется во всех циркуляционных зонах, и особо отчетливо – в полярных (напоминаем еще раз, что эта статья была опубликована в 1946 году). Как указывает Предтеченский, температуры полярных станций значительно возросли за последние 30 – 40 лет, особенно в зимнее время. Площадь вечной мерзлоты в Евразии и в Северной Америке сокращается. Деградирует ледяной Барьер Росса. Воды Гольфстрима прослеживаются дальше к востоку. У арктических берегов появляется теплолюбивая фауна. И что очень важно в данном контексте – направление преобладающих ветров на полярных станциях сменилось.

В чем же причины таких изменений, существуют ли гипотезы, способные дать исчерпывающее объяснение данному климатическому сдвигу? – задается вопросом автор. В то время была в ходу модель астронома Миланковича, пытавшегося связать климатические изменения с колебаниями элементов земной орбиты. Предтеченский отметает эту модель, поскольку периоды подобных колебаний, протекающих монотонно и без флюктуаций, измеряются десятками тысячелетий (о чем мы писали в свое время подробно). Кроме того, вызываемые этими колебаниями климатические сдвиги противоположны для северного и южного полушарий. Ученым же необходимо объяснить быстротекущие (по геологическим меркам), синхронные для обоих полушарий, да вдобавок флюктуирующие изменения. Модель Миланковича для этого явно не подходит.

Точно так же не подходит и гипотеза о колебаниях светимости Солнца, уточняет Предтеченский. Он не отрицает с ходу саму возможность таких колебаний, однако полагает, что их нельзя распространять на быстротекущие процессы, как и в случае с колебаниями элементов земной орбиты. Аналогичным образом отметается и гипотеза об облаках космической пыли, через которые якобы может периодически проходить Солнечная система. Чтобы серьезно экранировать излучение Солнца, это облако должно быть достаточно плотным. Но такая плотность внесла бы нарушение в орбитальное движение планет Солнечной системы. Мало что дает нам для понимания климатических изменений и гипотеза о перемещении полюсов планеты на 90 градусов по широте за время от карбона до четвертичной эпохи. Притом, что от неогена до наших дней, указывает Предтеченский, Северный полюс переместился от южного побережья Аляски до современного своего положения. Движение такого размаха, отмечает автор, можно объяснить только катастрофическими событиями. То же самое можно сказать и о перемещении материковых глыб.

Автор признается в том, что он не является сторонником катастрофических сценариев и пытается объяснить климатические изменения с учетом «нормальных» процессов, наблюдаемых на Солнце. Речь, в частности, идет о процессе, ритмически усиливающем и ослабляющем отдачу активных компонентов солнечной радиации. В числе таких важнейших ритмов – 11-летний и 190-летний циклы. Возможны также циклы большей продолжительности, допускает Предтеченский.

С точки зрения автора, солнечная активность оказывает воздействие на конденсационные процессы земной атмосферы. Чем выше солнечная активность, тем более упорядочена ритмика конденсационных процессов. Соответственно, тем более усилена циркуляция земной атмосферы. И наоборот, с ослаблением солнечной активности уменьшается упорядоченность конденсационных процессов и ослабевает общая циркуляция.

Указанные причинно-следственные зависимости были разобраны на историческом материале. Так, в конце VIII века ирландцы колонизировали Исландию, а в конце X века норвежцы открыли и колонизировали Гренландию. Показательно, что здесь было хорошо развито молочное скотоводство благодаря наличию пастбищ (само название острова переводится как «Зеленая земля»). Исторические свидетельства говорят о том, что в те времена оба острова были свободны от ледяной блокады. Ото льдов были совершенно свободны и проливы, отделяющие южные острова от массива Гренландии.

Ухудшение климатических условий (опять же по историческим свидетельствам) началось с середины XIII века. В XV веке северная Норвегия была потеряна для земледелия. Здесь особенно рельефно сказалось общее ухудшение климата Европы, отмечает автор. В XIII – XVI веках оно отмечено суровыми зимами, зимними бурями и засухами. По мысли автора, вершиной климатологического расцвета был VIII век, в то время как разгар климатологического упадка приходится на XV век. И, судя по всему, порядок и длительность климатологических сдвигов с высокой долей вероятности укладывается в одно-два тысячелетия. По расчетам Предтеченского, современное улучшение климата началось с XVI века, в конце которого были заново освоены морские пути на русском Севере, основательно забытые с XIII века. К концу XVII века вновь появляются европейские поселения на берегах Гренландии. И далее автор делает прогноз о том, что продолжающееся усиление солнечной активности приводит к тому, что возрастает доступность арктических и антарктических морей. Такое впечатление, будто он заглянул в наше время!

Почему нам так важно обращение к этой несколько подзабытой гипотезе? Как мы знаем, сегодня ученые констатируют усиление атмосферной циркуляции и параллельно отмечают беспрецедентное увеличение солнечной активности. Однако оба факта не получили взаимной увязки, во всякому случае – на уровне СМИ. Вместо этого климатологи продолжают заявлять о том, что усиление ветров, смещение циклонов, возрастание ураганных и тому подобных явлений являются прямым следствием глобального потепления, вызванного-де выбросами парниковых газов. Тогда как не исключено, что всё происходит наоборот, то есть климатические изменения являются следствием усиления атмосферных процессов, на которые прямо влияет наше светило. Отсюда вытекает, что нынешние климатологи могут банально перепутать причину со следствием, отчего их заявления далеки от объективности и имеют, мягко говоря, догматический характер.

Николай Нестеров

Замена хлопчатнику

Мы продолжаем цикл публикаций, посвященный истории Института цитологии и генетики СО РАН (а также НИИ. Вошедших в его состав на правах филиалов). В прошлый раз мы рассказывали о первом советском сорте пшеницы, созданном методом радиационного мутагенеза. Сортов в «копилке» ИЦиГ и СибНИИРС немало. Но сегодня мы предлагаем вспомнить историю внедрения не просто сорта, а новой для нашей страны сельскохозяйственной культуры.

В Советском Союзе огромные посевные площади были выделены для производства хлопчатника, предназначенного, прежде всего, для получения целлюлозы. Это было во всех смыслах стратегическое сырье. Целлюлоза шла на производство бумаги, красок, клея, строительных материалов и пороха для оборонной промышленности. После распада СССР Россия оказалась отрезанной от данного стратегического сырья. В качестве возможной альтернативы ему был предложен мискантус. Эта растение, найденное в ходе организованных академиком Владимиром Шумным экспедиционных работ на Дальнем Востоке, очень продуктивно в плане прироста биомассы. И почти 50 % этой биомассы составляет как раз целлюлоза.

Через несколько лет работы ученые смогли не только на практике подтвердить пригодность этой культуры к новосибирскому климату, но и отработать агрономические приемы его посадки, выращивания и сбора урожая Но мискантус – растение теплолюбивое, и в диком виде произрастает в тропической, субтропической и теплоумеренной зонах Азии, Африки и Австралии. На вопрос, сохраняются ли ценные хозяйственные качества мискантуса в российских условиях – предстояло ответить ученым. На протяжении нескольких лет изучением мискантуса занималась группа сотрудников Института цитологии и генетики СО РАН под руководством зам. директора института по научной работе к.б.н. Сергея Пельтека.

Выделив и изучив белок, который отвечает за протекание фотосинтеза у мискантуса, ученые доказали, что ему свойственен метаболизм типа C4, а значит, эта культура может быть интересна российским сельхозпроизводителям, так как способна давать хороший урожай и в наших непростых погодных условиях.

Создание Федерального исследовательского центра (под руководством академика Николая Колчанова) позволило вместе с селекционерами СибНИИРС на протяжении нескольких лет не только на практике подтвердить пригодность этой культуры к новосибирскому климату, но и отработать агрономические приемы его посадки, выращивания и сбора урожая. Его главные качества:

– высокая урожайность при минимальных затратах на возделывание (возможность получать до 15 т сухой массы в течение 15–20 лет после однократных затрат на его посадку);

– способность расти на почвах, непригодных для традиционного земледелия;

– хорошее соотношение содержания целлюлозы и лигнина.

«Работа с мискантусом принесла не только прикладные, но и научные результаты. «Нам удалось продвинуться вперед в понимании молекулярных механизмов фотосинтеза. Полученные результаты не только стали основой для научных статей, опубликованных в высокорейтинговых международных журналах, они открыли перспективу для дальнейшей работы. Мы создали определенный цикл технологий, систему, которая позволяет определять белок, отвечающий за путь фотосинтеза. Этот метод, после некоторой доработки, может использоваться для оценки перспективности использования в российских условиях других, новых для традиционного сельского хозяйства, видов растений. Особенно это важно в отношении гибридов, при выведении которых участвовали растения, имеющие разные типы путей фотосинтеза. А таких гибридных сортов растений с каждым годом появляется все больше», – рассказал Сергей Пельтек.

В 2012 году Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН вывел, запатентовал и зарегистрировал первый в России сорт мискантуса, дав ему название «Сорановский», который комфортно чувствует себя в российском климате и ежегодно дает урожай сухой растительной массы с богатым содержанием ценных для промышленности веществ.

Но для того, чтобы новая культура нашла применение в сельскохозяйственном производстве потребовалось решить еще ряд задач.

«Одним из первых встал вопрос, а не повторится ли ситуация как с борщевиком, который тоже рассматривался как перспективная кормовая культура, но в итоге превратился в сорняк, заполонивший поля страны», - рассказала заместитель руководителя СибНИИРС, д.с.-х.н. Светлана Капустянчик.

По итогам проведенных испытаний, ученым СИбНИИРС удалось развеять эти опасения: короткого сибирского лета не хватает для вызревания семян мискантуса и растение может размножаться только с помощью корневой системы. Этот процесс легко контролировать с помощью ограничительных борозд по периметру посадки. Правда, все вышесказанное относится к Новосибирской области и регионам со схожими климатическими условиями, вопрос - как мискантус поведет себя в более теплом климате – требует дополнительных исследований.

Селекционерам удалось развеять и другое опасение, что такая быстрорастущая культура как мискантус будет быстро истощать почву, «выкачивая» из нее необходимые ресурсы для роста.

А в 2020 году появился и первый потенциальный индустриальный партнер, заинтересовавшийся этой культурой - АО «НПО «БИОТЕХКОМПОЗИТ» «Мы показали, что в ходе годичного цикла мискантус сначала забирает полезные вещества из почвы, но потом отдает их обратно практически в том же объеме, что вкупе с его неприхотливостью делает растение подходящим вариантом для рекультивации почвы», - отметила Светлана Капустянчик.

А в 2020 году появился и первый потенциальный индустриальный партнер, заинтересовавшийся этой культурой - АО «НПО «БИОТЕХКОМПОЗИТ». Сначала они засеяли пробную плантацию в Московской области и запустили опытную производственную линию по выработке целлюлозы и производству из нее биоразлагаемой одноразовой посуды. Первые образцы продукции представили на Технопроме-2021.

Компания совместно с ИЦиГ СО РАН, ЦНИИБ, институтом Нефтехимического синтеза РАН провела серию инициативных НИОКР по созданию промышленных биотехнологий выращивания и глубокой переработки сухой биомассы мискантуса сорта «Сорановский» в изделия с высокой добавленной стоимостью. Сегодня эти биотехнологии успешно работают и защищены патентами Российской Федерации.

В то же время и ученые ИЦиГ также проводят собственные исследования по переработке и использованию сырья из мискантуса в различных сферах, а также создают технологию формирования маточных плантаций этой культуры, изучают перспективы строительства перерабатывающего завода вблизи от плантаций.

Параллельно селекционеры СибНИИРС проводят научные исследования других образцов мискантуса для того, чтобы расширить линейку перспективных сортов. «У нас уже есть такие образцы, которые уже можно внедрять и патентовать как новый сорт. Они отличаются многими факторами, в том числе такими, как строение корневища. Если, к примеру, у «Сорановского» они ползучие, постепенно заполняющие все пространство плантации, то у мискантуса гигантеуса — корни кочковатые и разрастаются по кругу. Пока мы не определили продуктивность обоих сортов. Ученые спорят: кто-то говорит, что мискантус гигантеус, несмотря на кочковатую корневую систему, более продуктивный. Так это или нет, станет известно в ближайшие годы», - подчеркнула Светлана Капустянчик.

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS